JP6438248B2 - ２次電池 - Google Patents
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Description
本発明は２次電池に関する。
２次電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は充電が不可能な一次電池とは違って、充電および放電が可能な電池であって、一つの電池セルがパック形態に包装された低容量電池の場合、携帯電話およびカムコーダーのような携帯が可能な小型電子機器に使われ、電池パックが数十個連結された電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として幅広く使用されている。
このような２次電池は様々な形状に製造されているが、代表的な形状としては、円筒形と角形とが挙げられる。２次電池は正極板と負極板との間に絶縁体であるセパレータを介在して形成された電極組立体と電解液とをケースに内装設置し、ケースにキャッププレートを設置して構成する。
一般に、電極組立体は集電体を通して電極端子と電気的に連結される。しかし、このような場合には電極組立体と電極端子の間の電流パスが長くなって電気抵抗が増加する問題点がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電極組立体の電極無地部を電極端子に直接的に連結して、電気抵抗を減少させる２次電池を提供する。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースを密封するキャッププレートと、前記電極組立体と電気的に連結され、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子とを含み、前記電極組立体は第１集電タップを通して前記第１電極端子に連結されたことを特徴とする、２次電池が提供される。
前記電極組立体は第１電極無地部を有する第１電極板と、第２電極無地部を有する第２電極板と、前記第１電極板および第２電極板の間に介在したセパレータとを含み、前記第１集電タップは前記第１電極無地部であってもよい。
前記電極組立体は第１電極無地部を有する第１電極板と、第２電極無地部を有する第２電極板と、前記第１電極板および第２電極板の間に介在したセパレータとを含み、前記第１集電タップは前記第１電極無地部に結合していてもよい。
前記第１集電タップは前記電極組立体の上部に突出し、一側が前記第１電極端子に連結され、他側は前記第１電極端子の下部に折り曲げて形成されてもよい。
前記第１電極端子には複数の電極組立体が連結されてもよい。
前記複数の電極組立体にそれぞれ連結された第１集電タップは互いに向き合って対称となるように形成されてもよい。
前記第１集電タップにはガイドプレートが結合していてもよい。
前記第２電極板と電気的に連結される第２電極端子をさらに含み、前記電極組立体は第２集電タップを通して前記第２電極端子に連結されてもよい。
前記第１電極端子および前記第２電極端子と前記キャッププレートとの間に位置し、前記第１電極端子および前記第２電極端子を前記キャッププレートに結合させる絶縁支持部材をさらに含んでもよい。
前記絶縁支持部材は、前記第１電極端子および前記第２電極端子が結合し、前記キャッププレートの下部に位置し、前記第１電極端子および前記第２電極端子と前記キャッププレートを絶縁させる絶縁部と、前記絶縁部の下部に結合し、前記電極組立体を支持する支持部と、前記絶縁部と前記支持部を連結する連結部とを含んでもよい。
前記絶縁部は、前記第１電極端子が結合する第１端子ホールと前記第２電極端子が結合する第２端子ホールを含む端子ホールと、前記第１端子ホールと第２端子ホールの間に位置する貫通ホールと、前記端子ホールの外側に位置する結合ホールとを含んでもよい。
前記貫通ホールは前記キャッププレートに形成された安全ベントと電解液注入口に対応する部分に形成されてもよい。
前記支持部は、前記絶縁部から延長され、平らに形成された平坦部と、前記平坦部の両側縁に形成された脚部とを含んでもよい。
前記脚部は前記平坦部から延長され、前記電極組立体に向かって凸であるように形成された弾性部と、前記弾性部から延長され、平らに形成された結合部とを含んでもよい。
前記結合部には結合突起が形成され、前記結合突起は前記結合ホールに結合してもよい。
前記平坦部は前記貫通ホールを覆わず、前記脚部は前記端子ホールを覆わなくてもよい。
前記脚部は前記平坦部の中央にさらに形成され、前記脚部の弾性部には前記貫通ホールに対応するホールが形成されてもよい。
前記脚部は前記端子ホールを覆うように延長形成され、前記脚部の結合部は段差づけられるように形成されてもよい。
前記第１電極端子は前記キャッププレートを貫通する第１端子本体と前記第１端子本体の下部で水平方向に延長された第１端子延長部とを含み、前記第２電極端子は前記キャッププレートを貫通する第２端子本体と前記第２端子本体の下部で水平方向に延長された第２端子延長部とを含み、前記第１集電タップは前記第１端子延長部に溶接され、前記第２集電タップは前記第２端子延長部に溶接されてもよい。
本発明の一実施例による２次電池は、電極無地部を電極端子に直接的に連結して、電気抵抗を減少させることができる。
以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるほど本発明の望ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
＜１．第１の実施例＞
図１は本発明の一実施例による２次電池を示した斜視図である。図２は図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断された２次電池を示した断面図である。図３ａ乃至図３ｄは図１に示された電極組立体と第１電極端子との連結関係を示した側面図である。図４は図２に示された絶縁支持部材を示した斜視図である。図５は図４のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。図６ａおよび図６ｂは本発明の一実施例による２次電池を示した分解斜視図である。
図１は本発明の一実施例による２次電池を示した斜視図である。図２は図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断された２次電池を示した断面図である。図３ａ乃至図３ｄは図１に示された電極組立体と第１電極端子との連結関係を示した側面図である。図４は図２に示された絶縁支持部材を示した斜視図である。図５は図４のＩＩ−ＩＩ’線に沿った断面図である。図６ａおよび図６ｂは本発明の一実施例による２次電池を示した分解斜視図である。
図１乃至図６ｂを参照すれば、本発明の一実施例による２次電池１００は電極組立体１１０、第１電極端子１２０、第２電極端子１３０、絶縁支持部材１４０、ケース１５０およびキャップ組立体１６０を含む。
電極組立体１１０は、薄い判型あるいは膜型に形成された第１電極板１１１、第１セパレータ１１３、第２電極板１１２の積層体を巻き取ったり重ねて形成する。
第１電極板１１１は、アルミニウムのような金属箔で形成された第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することによって形成され、第１電極活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。
第１電極無地部１１１ａは場合によっては第１集電タップと呼ばれることもある。第１電極無地部１１１ａは電極組立体１１０の一側に形成され、電極組立体１１０の上部に突出するように形成される。ここで、第１電極無地部１１１ａは第１電極板１１１を製造するとき、予め上部に突出するように切断して形成するので、第１電極板１１１と一体に形成される。また、第１電極無地部１１１ａは第１電極板１１１を巻き取ったり重ねて形成するので、複数が重なって形成される（図６ａ参照）。つまり、第１集電タップは第１電極無地部１１１ａそのものでありうる。
また、第１集電タップは第１電極無地部１１１ａに別途結合して形成することができる。このとき、第１電極無地部１１１ａは第１電極板１１１を製造する際、予め上部に突出するように切断せずに第１電極無地部１１１ａに別途の第１集電タップを付着して、第１集電タップが電極組立体１１０の上部に突出するようにすることができる。
第２電極板１１２は銅またはニッケルのような金属箔で形成された第２電極集電体に黒鉛または炭素などの第２電極活物質を塗布することによって形成され、第２電極活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。
第２電極無地部１１２ａは場合によっては第２集電タップと呼ばれることもある。第２電極無地部１１２ａは電極組立体１１０の他側に形成され、電極組立体１１０の上部に突出するように形成される。また、第２電極無地部１１２ａは第１電極無地部１１１ａと同様な方法で形成するため、複数が重なって形成される（図６ａ参照）。つまり、第２集電タップは第２電極無地部１１２ａそのものでありうる。
また、第２集電タップは第２電極無地部１１２ａに別途結合して形成することができる。このとき、第２電極無地部１１２ａは第２電極板１１２を製造する際、予め上部に突出するように切断せずに第２電極無地部１１２ａに別途の第２集電タップを付着して、第２集電タップが電極組立体１１０の上部に突出するようにすることができる。
第１セパレータ１１３は第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置して短絡を防止しリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレンやポリプロピレンやポリエチレンとポリプロピレンの複合フイルムからなる。
また、電極組立体１１０は実質的に電解液と共にケース１５０に受納される。電解液はＥＣ、ＰＣ、ＤＥＣ、ＥＭＣ、ＤＭＣのような有機溶媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩からなることができる。また、電解液は液体、固体またはゲル状でありうる。
第１電極端子１２０はアルミニウムなどの導電性材質からなり、電極組立体１１０の一側上部に突出した第１電極無地部１１１ａと結合することによって、第１電極板１１１と電気的に連結される。ここで、第１電極端子１２０は第１電極無地部１１１ａに直接溶接することによって、第１電極板１１１と電気的に連結される。第１電極端子１２０は第１端子本体１２１と第１端子延長部１２２とを含む。
第１端子本体１２１はキャップ組立体１６０のキャッププレート１６１を貫通し、上部がリベッティングされてキャッププレート１６１に固定される。
第１端子延長部１２２は第１端子本体１２１の下部で水平方向に延長され、キャッププレート１６１の下部に位置する。第１端子延長部１２２には第１電極無地部１１１ａが結合する。具体的には、図３ａに示したように、第１端子延長部１２２の下面には第１電極無地部１１１ａが溶接されて、第１電極端子１２０と第１電極板１１１が電気的に連結される。その後、図３ｂに示したように、第１電極無地部１１１ａは折り曲げられ、第１電極端子１２０の下部には電極組立体１１０が位置することになる。つまり、第１電極無地部１１１ａの一側は第１電極端子１２０に溶接され、他側は第１電極端子１２０の下部に折り曲げて形成される。このように、電極組立体１１０は第１電極無地部１１１ａが第１端子延長部１２２に溶接された後、折り曲げられてケース１５０に受納される。また、図３ｃに示したように、第１電極端子１２０には複数の電極組立体１１０が連結される。つまり、第１端子延長部１２２には複数の電極組立体１１０それぞれの第１電極無地部１１１ａが溶接され、電極組立体１１０は互いに向き合うように位置することができる。このとき、第１電極無地部１１１ａは互いに対称となるように形成される。さらに、図３ｄに示したように、第１電極無地部１１１ａにはガイドプレート１１４が結合する。ガイドプレート１１４は互いに隣接した第１電極無地部１１１ａを連結し、溶接によって第１電極無地部１１１ａに結合する。ガイドプレート１１４は第１電極無地部１１１ａの損傷を防止し、第１電極無地部１１１ａを第１電極端子１２０に連結させる役割を果たす。
第１端子延長部１２２に第１電極無地部１１１ａが溶接された後、第１端子本体１２１が絶縁支持部材１４０およびキャッププレート１６１を貫通することによって、第１電極端子１２０はキャッププレート１６１に結合する。また、キャッププレート１６１を貫通して上部に突出した第１端子本体１２１には端子プレート１６６が結合し第１端子本体１２１の上部がリベッティングされることによって、第１電極端子１２０はキャッププレート１６１に固定され得る。
このように、第１電極無地部１１１ａを第１電極端子１２０に直接溶接することによって、電流通路が短くなり、これによって電気抵抗が減少することになる。また、本発明は既存の第１電極無地部１１１ａと第１電極端子１２０を連結する集電体を必要としないので、それに伴う費用を軽減できる。
第２電極端子１３０はニッケルなどの導電性材質からなり、電極組立体１１０の他側上部に突出した第２電極無地部１１２ａと結合することによって、第２電極板１１２と電気的に連結される。ここで、第２電極端子１３０は、第２電極無地部１１２ａに直接溶接されることによって、第２電極板１１２と電気的に連結される。この第２電極端子１３０は第２端子本体１３１と第２端子延長部１３２とを含む。
第２端子本体１３１はキャップ組立体１６０のキャッププレート１６１を貫通し、上部がリベッティングされてキャッププレート１６１に固定される。
第２端子延長部１３２は第２端子本体１３１の下部で水平方向に延長され、キャッププレート１６１の下部に位置する。第２端子延長部１３２には第２電極無地部１１２ａが結合する。具体的には、図６ａに示したように、第２端子延長部１３２の下面に第２電極無地部１１２ａを溶接して、第２電極端子１３０と第２電極板１１２が電気的に連結される。ここで、第２電極端子１３０は第１電極端子１２０と同様に形成されるため、第２電極端子１３０、電極組立体１１０およびキャッププレート１６１の連結関係についての説明は省略する。
絶縁支持部材１４０には第１電極端子１２０と第２電極端子１３０とが結合し、絶縁支持部材１４０はキャッププレート１６１に結合する。つまり、絶縁支持部材１４０は第１電極端子１２０と第２電極端子１３０とをキャッププレート１６１に結合させる。また、絶縁支持部材１４０は絶縁物質からなり、第１、第２電極端子１２０、１３０とキャッププレート１６１との間を絶縁させ電極組立体１１０を支持する役割を果たす。絶縁支持部材１４０は、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）等のような樹脂系絶縁物質からなることができる。このような絶縁支持部材１４０は絶縁部１４１と支持部１４２と連結部１４３とを含む。
絶縁部１４１は第１、第２電極端子１２０、１３０とキャッププレート１６１の間に位置する。また、絶縁部１４１は絶縁物質からなり、第１、第２電極端子１２０、１３０それぞれとキャッププレート１６１との間を絶縁させる。絶縁部１４１は長方形のプレート形状に形成され、キャッププレート１６１よりは少し小さく形成される。絶縁部１４１は端子ホール１４１ａ、貫通ホール１４１ｂおよび結合ホール１４１ｃを含む。
端子ホール１４１ａには第１電極端子１２０と第２電極端子１３０とが結合する。具体的には、端子ホール１４１ａは第１電極端子１２０が結合する第１端子ホール１４１ａ１と第２電極端子１３０が結合する第２端子ホール１４１ａ２とを含む。
貫通ホール１４１ｂは第１端子ホール１４１ａ１と第２端子ホール１４１ａ２との間に位置する。貫通ホール１４１ｂはキャッププレート１６１に形成された安全ベント１６４と電解液注入口１６２に対応する位置に形成される。つまり、絶縁部１４１はキャッププレート１６１の下部に結合するので、キャッププレート１６１に形成された安全ベント１６４と電解液注入口１６２とを塞がないように、安全ベント１６４および電解液注入口１６２に対応する位置に貫通ホール１４１ｂが形成される。したがって、貫通ホール１４１ｂは安全ベント１６４がうまく作動できるようにし、電解液注入口１６２を通じて電解液が注入されるようにする。
結合ホール１４１ｃは端子ホール１４１ａの外側に形成される。つまり、結合ホール１４１ｃは絶縁部１４１の最外郭に位置する。結合ホール１４１ｃには後述する支持部１４２の結合突起１４２ｅが結合する。つまり、結合ホール１４１ｃに結合突起１４２ｅが結合することによって、絶縁部１４１と支持部１４２とが互いに結合する。
支持部１４２は絶縁部１４１の下部に結合し、第１、第２電極端子１２０、１３０と電極組立体１１０の間に位置する。支持部１４２は平坦部１４２ａと脚部１４２ｂとを含む。
平坦部１４２ａは絶縁部１４１から延長され、平らなプレート形状に形成される。平坦部１４２ａの横方向の長さＬ１は絶縁部１４１の横方向の長さと同じである。反面、平坦部１４２ａの縦方向の長さＨ１は絶縁部１４１の長側辺から貫通ホール１４１ｂまでの長さと同じであるか、または当該長さよりも小さく形成される。つまり、平坦部１４２ａは貫通ホール１４１ｂを覆わないように形成される。
脚部１４２ｂは平坦部１４２ａの両側縁に形成される。したがって、脚部１４２ｂの間には空いている空間が形成される。また、脚部１４２ｂの横方向の長さＬ２は絶縁部１４１の短側辺から端子ホール１４１ａまでの長さと同じであるか、または当該長さよりも小さく形成される。つまり、脚部１４２ｂは端子ホール１４１ａを覆わないように形成される。脚部１４２ｂは電極組立体１１０に向かって凸であるように形成された弾性部１４２ｃと弾性部１４２ｃから延長され平らに形成された結合部１４２ｄとを含む。弾性部１４２ｃは板ばね形状に形成されることができる。弾性部１４２ｃは電極組立体１１０に接触して電極組立体１１０が動かないように支持する役割を果たす。もちろん、弾性部１４２ｃは電極組立体１１０に接触しないこともある。つまり、弾性部１４２ｃは電極組立体１１０に向かって凸であるように形成され弾性のある板ばね形状に形成されるため、電極組立体１１０を支持することができるようになる。したがって、弾性部１４２ｃは電極組立体１１０がケース１５０内で動くことを防止することができる。結合部１４２ｄは絶縁部１４１に直接結合する部分である。結合部１４２ｄには結合突起１４２ｅが形成され、絶縁部１４１の結合ホール１４１ｃに結合する。結合突起１４２ｅは支持部１４２を絶縁部１４１に固定させる役割を果たす。したがって、支持部１４２は結合突起１４２ｅによって絶縁部１４１の下部に固定される。また、結合突起１４２ｅは弾性部１４２ｃの弾性によって結合ホール１４１ｃから抜けないことになる。
連結部１４３は絶縁部１４１と支持部１４２との間に位置する。連結部１４３は支持部１４２が絶縁部１４１に結合する際に折れる部分である。連結部１４３は支持部１４２を絶縁部１４１に結合および分離が容易になるようにヒンジ形状に形成することができる。
ケース１５０はアルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルめっきされたスチールのような導電性金属で形成され、電極組立体１１０、第１電極端子１２０、第２電極端子１３０および絶縁支持部材１４０が挿入安着できる開口部が形成されたほぼ六面体状からなる。図２には、ケース１５０とキャップ組立体１６０が結合した状態に示されているので、開口部は示されていないが、キャップ組立体１６０の周りの部分は実質的に開放された部分である。ここで、ケース１５０は一つの極性、例えば正極として作用することができる。
キャップ組立体１６０はケース１５０に結合する。キャップ組立体１６０は具体的にキャッププレート１６１、電解液注入口１６２、キャップ１６３、安全ベント１６４、ガスケット１６５、端子プレート１６６、連結部材１６７および上部絶縁部材１６８を含む。
キャッププレート１６１はケース１５０の開口を密封し、ケース１５０と同じ材質で形成することができる。例えば、キャッププレート１６１はレーザ溶接方式でケース１５０に結合する。ここで、キャッププレート１６１はケース１５０と同一の極性を有することができる。
電解液注入口１６２はキャッププレート１６１に形成され、電解液注入口１６２を通じて電解液が注入される。また、キャップ１６３は電解液注入口１６２を密封する。
安全ベント１６４はキャッププレート１６１に形成され、キャッププレート１６１より相対的に厚さが薄く形成されて設定された圧力で開放されることができる。
電解液注入口１６２と安全ベント１６４の下部には絶縁部１４１の貫通ホール１４１ｂが位置している。したがって、安全ベント１６４が作動し電解液注入口１６２を通じて電解液を注入するに何の問題もない。
ガスケット１６５は絶縁性材質で第１電極端子１２０および第２電極端子１３０それぞれとキャッププレート１６１の間に形成されて第１電極端子１２０および第２電極端子１３０それぞれとキャッププレート１６１の間を密封させる。このようなガスケット１６５は外部の水分が２次電池１００の内部に侵入できないようにしたり、２次電池１００の内部に収容された電解液が外部に流出できないようにする。
端子プレート１６６は第１電極端子１２０と第２電極端子１３０それぞれに結合する。また、端子プレート１６６は第１電極端子１２０および第２電極端子１３０に結合した後、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０の上部がそれぞれリベッティングされることによって、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０が端子プレート１６６に固定される。
連結部材１６７は端子プレート１６６とキャッププレート１６１の間に位置し、第１電極端子１２０が嵌合されるように形成される。連結部材１６７は端子プレート１６６を通じてキャッププレート１６１とガスケット１６５に密着する。このような連結部材１６７は第１電極端子１２０とキャッププレート１６１を電気的に連結する。
上部絶縁部材１６８は端子プレート１６６とキャッププレート１６１の間に位置し、第２電極端子１３０が嵌合されるように形成される。上部絶縁部材１６８は端子プレート１６６を通じてキャッププレート１６１とガスケット１６５に密着する。このような上部絶縁部材１６８は第２電極端子１３０とキャッププレート１６１を絶縁させる。
図６ａおよび図６ｂを参照して、本発明の一実施例による２次電池１００の製造方法について簡単に説明する。まず、図６ａに示されているように、電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ａを第１端子延長部１２２に溶接し、電極組立体１１０の第２電極無地部１１２ａを第２端子延長部１３２に溶接する。その後、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０を絶縁支持部材１４０の端子ホール１２１ａに結合した後、第１端子本体１２１および第２端子本体１３１がキャッププレート１６１を貫通するように結合させる。このとき、第１、第２電極端子１２０、１３０とキャッププレート１６１の間にはガスケット１６５が嵌合され、第１、第２電極端子１２０、１３０は絶縁支持部材１４０の絶縁部１４１によってキャッププレート１６１と絶縁される。次に、絶縁支持部材１４０の支持部１４２を絶縁部１４１に結合させる。このとき、支持部１４２の結合突起１４２ｅが絶縁部１４１の結合ホール１４１ｃに結合する。その後、キャッププレート１６１の上部に突出した第１電極端子１２０および第２電極端子１３０に端子プレート１６６を結合させる。ここで、第１電極端子１２０と端子プレート１６６の間には連結部材１６７がともに結合し、第２電極端子１３０と端子プレート１６６の間には上部絶縁部材１６８がともに結合する。次に、図６ｂに示したように、第１、第２電極無地部１１１ａ、１１２ａが溶接された部分を基準に電極組立体１１０を約９０度程度に曲げた後、電極組立体１１０をケース１５０に入れる。このとき、支持部１４２の弾性部１４２ｃが電極組立体１１０を支持して、電極組立体１１０がケース１５０内で動くのを防止する。その後、ケース１５０の上部をキャッププレート１６１で密封することによって、本発明の一実施例による２次電池１００を完成することができる。
このように、本発明の一実施例による２次電池１００は第１、第２電極無地部１１１ａ、１１２ａが第１、第２電極端子１２０、１３０に直接溶接されることによって、電流通路が短くなり、よって、電気抵抗が減少することになる。さらに、本発明の一実施例による２次電池１００は既存の電極無地部と電極端子を連結する集電体が必要ではないため、それに伴う費用を減らすことができる。
また、本発明の一実施例による２次電池１００はキャッププレート１６１と第１、第２電極端子１２０、１３０の間に形成された絶縁部１４１と、絶縁部１４１に結合する支持部１４２と、を含む絶縁支持部材１４０を備えることによって、第１、第２電極端子１２０、１３０とキャッププレート１６１の間を絶縁させることができる。また、支持部１４２は電極組立体１１０に向かって凸であるように形成された弾性部１４２ｃを形成することによって、電極組立体１１０を支持し電極組立体１１０の流動を防止することができる。
＜２．第２の実施例＞
図７は、本発明の他の実施例による絶縁支持部材２４０を示した斜視図である。
図７は、本発明の他の実施例による絶縁支持部材２４０を示した斜視図である。
図７に示した絶縁支持部材２４０は、図４に示した絶縁支持部材１４０において脚部１４２が平坦部１４２ａの中央にさらに形成されたものである。したがって、以下、その差異点を重点的に説明する。
図７に示したように、本発明の他の実施例による絶縁支持部材２４０は絶縁部２４１、絶縁部２４１に結合する支持部２４２、および絶縁部２４１と支持部２４２を連結する連結部２４３を含む。
絶縁部２４１は第１、第２電極端子１２０、１３０とキャッププレート１６１の間に位置し、第１、第２電極端子１２０、１３０それぞれとキャッププレート１６１の間を絶縁させる。絶縁部２４１は端子ホール２４１ａ、貫通ホール２４１ｂおよび結合ホール２４１ｃを含む。
端子ホール２４１ａは第１電極端子１２０が結合する第１端子ホール２４１ａ１と、第２電極端子１３０が結合する第２端子ホール２４１ａ２と、を含む。
貫通ホール２４１ｂは第１端子ホール２４１ａ１と第２端子ホール２４１ａ２との間に位置する。貫通ホール２４１ｂはキャッププレート１６１に形成された安全ベント１６４および電解液注入口１６２に対応する位置に形成されて、安全ベント１６４がうまく作動できるようにし電解液注入口１６２を通じて電解液が注入されるようにする。
結合ホール２４１ｃは絶縁部２４１の最外郭に位置する。ここで、結合ホール２４１ｃは絶縁部２４１と支持部２４２を連結する連結部２４３から遠いところに位置する。結合ホール２４１ｃには支持部２４２の結合突起２４２ｅが結合する。結合ホール２４１ｃは結合突起２４２ｅに対応する部分に形成され、結合突起２４２ｅの個数に対応するように形成される。
支持部２４２は平坦部２４２ａと脚部２４２ｂとを含む。
平坦部２４２ａは絶縁部２４１から延長され、平らなプレート形状に形成される。平坦部２４２ａは絶縁部２４１の貫通ホール２４１ｂを覆わないように形成される。
脚部２４２ｂは平坦部２４２ａの両側縁および中央に形成される。このとき、脚部２４２ｂは絶縁部２４１の端子ホール２４１ａを覆わないように形成される。脚部２４２ｂは、電極組立体１１０に向かって凸であるように形成された弾性部２４２ｃと、弾性部２４２ｃから延長され平らに形成された結合部２４２ｄと、を含む。結合部２４２ｄには結合突起２４２ｅが形成され、結合突起２４２ｅは絶縁部２４１の結合ホール２４１ｃに結合する。
弾性部２４２ｃは電極組立体１１０に接触して電極組立体１１０がケース１５０内で動かないように支持する役割を果たす。また、本発明の他の実施例による絶縁支持部材２４０は脚部２４２ｂを平坦部２４２ａの中央にさらに形成するため、電極組立体１１０をさらに安定的に支持できることになる。一方、平坦部２４２ａの中央に位置した脚部２４２ｂの弾性部２４２ｃは、絶縁部２４１に形成された貫通ホール２４１ｂの位置に対応する。したがって、弾性部２４２ｃにはホール２４２ｆが形成されて、弾性部２４２ｃがキャッププレート１６１に形成された安全ベント１６４と電解液注入口１６２を塞ぐことを防止する。
＜３．第３の実施例＞
図８は本発明のまた他の実施例による絶縁支持部材３４０を示した斜視図である。
図８は本発明のまた他の実施例による絶縁支持部材３４０を示した斜視図である。
図８に示した絶縁支持部材３４０は、図４に示した絶縁支持部材１４０と類似している。したがって、以下、その差異点を重点的に説明する。
図８に示したように、本発明の他の実施例による絶縁支持部材３４０は絶縁部３４１、絶縁部に結合する支持部３４２、および絶縁部３４１と支持部３４２を連結する連結部３４３を含む。
絶縁部３４１は端子ホール３４１ａ、貫通ホール３４１ｂおよび結合ホール３４１ｃを含む。端子ホール３４１ａは、第１電極端子１２０が結合する第１端子ホール３４１ａ１と、第２電極端子１３０が結合する第２端子ホール３４１ａ２と、を含む。なお、絶縁部３４１は図３の絶縁部１４１と同一であるため、重複する説明は省略する。
支持部３４２は絶縁部３４１の下部に結合し、平坦部３４２ａと脚部３４２ｂとを含む。
平坦部３４２ａは絶縁部３４１から延長され、平らなプレート形状に形成される。平坦部３４２ａは絶縁部３４１の貫通ホール３４１ｂを覆わないように形成される。
脚部３４２ｂは平坦部３４２ａの両側縁に形成される。また、脚部３４２ｂは端子ホール３４１ａを覆うように延長形成される。ただし、脚部３４２ｂは貫通ホール３４１ｂを覆わないように形成される。したがって、脚部３４２ｂの間には空いている空間が形成される。脚部３４２ｂは、電極組立体１１０に向かって凸であるように形成された弾性部３４２ｃと、弾性部３４２ｃから延長され平らに形成された結合部３４２ｄと、を含む。弾性部３４２ｃは電極組立体１１０に接触して電極組立体１１０が動かないように支持する役割を果たす。
結合部３４２ｄは絶縁部３４１に直接的に結合する部分である。結合部３４２ｄは端子ホール３４１ａに結合した第１、第２電極端子１２０、１３０を覆うように形成される。ここで、第１、第２電極端子１２０、１３０の下面には第１、第２電極無地部１１１ａ、１１２ａが溶接されている。したがって、結合部３４２ｄは第１、第２電極端子１２０、１３０と合う部分の厚さがさらに薄くなるように段差づけられて形成される。また、結合部３４２ｄには結合突起３４２ｅが形成されて、絶縁部３４１の結合ホール３４１ｃに結合する。
このように、本発明のまた他の実施例による絶縁支持部材３４０は支持部３４２が第１、第２電極端子１２０、１３０が結合する端子ホール３４１ａを覆うように形成されて、第１、第２電極端子１２０、１３０と第１、第２電極無地部１１１ａ、１１２ａをより安定的に結合できることになる。
＜４．第４の実施例＞
図９は本発明の他の実施例による２次電池４００の分解斜視図である。
図９は本発明の他の実施例による２次電池４００の分解斜視図である。
図９に示した２次電池４００は絶縁支持部材４４０の形態だけ異なり、図６ａに示した２次電池１００と類似している。したがって、以下、その差異点を重点的に説明する。
図９に示したように、絶縁支持部材４４０は絶縁部４４１、支持部４４２および連結部４４３を含む。絶縁支持部材４４０はキャッププレート１６１と電極組立体１１０の間に位置し、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０にそれぞれ結合する。
絶縁部４４１はキャッププレート１６１の下部に結合し、絶縁物質で形成される。絶縁部４４１は長方形のプレート形状からなり、第１、第２端子延長部１２２、１３２の大きさより大きく形成される。絶縁部４４１は端子ホール４４１ａおよび結合ホール４４１ｂを含む。
端子ホール４４１ａには第１電極端子１２０または第２電極端子１３０が結合する。具体的には、端子ホール４４１ａには第１端子延長部１２２または第２端子延長部１３２が結合する。結合ホール４４１ｂは端子ホール４４１ａの外側に形成される。結合ホール４４１ｂには支持部４４２の結合突起４４２ｃが結合する。つまり、結合ホール４４１ｂに結合突起４４２ｃが結合することによって、絶縁部４４１と支持部４４２は互いに結合する。
支持部４４２は絶縁部４４１の下部に結合する。支持部４４２は平坦部４４２ａと脚部４４２ｂとを含む。平坦部４４２ａは平らなプレート形状に形成される。平坦部４４２ａは絶縁部４４１の端子ホール４４１ａを覆わないように形成される。脚部４４２ｂは平坦部４４２ａの両側縁に形成される。したがって、脚部４４２ｂの間には空いている空間が形成される。脚部４４２ｂは絶縁部４４１の端子ホール４４１ａを覆わないように形成される。脚部４４２ｂには結合突起４４２ｃが形成されて、絶縁部４４１の結合ホール４４１ｂに結合する。
連結部４４３は絶縁部４４１と支持部４４２の間に位置する。連結部４４３は支持部４４２が絶縁部４４１に結合するときに折れる部分である。連結部４４３は支持部４４２を絶縁部４４１に結合および分離が容易になるようにヒンジ形状に形成することができる。
以下、図９を参照して、絶縁支持部材４４０と第１、第２電極端子１２０、１３０の結合関係について簡単に説明する。
まず、キャッププレート１６１の下部にはガスケット１６５と第１電極端子１２０および第２電極端子１３０が結合する。ここで、ガスケット１６５は、キャッププレート１６１において第１、第２電極端子１２０、１３０が嵌合されるホールの内側に形成され、キャッププレート１６１の下面まで延長形成される。したがって、ガスケット１６５はキャッププレート１６１と第１、第２電極端子１２０、１３０それぞれを絶縁させる。次に、第１電極端子１２０の下部に絶縁支持部材４４０の絶縁部４４１が結合する。第１電極端子１２０の第１端子延長部１２２は絶縁部４４１に形成された端子ホール４４１ａを通じて外部に露出する。第１端子延長部１２２には電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ａを溶接する。その後、絶縁支持部材４４０の支持部４４２が絶縁部４４１に結合する。なお、絶縁支持部材４４０は第２電極端子１３０にも同様に結合するため、重複する説明は省略する。次に、キャッププレート１６１の上部に突出した第１電極端子１２０および第２電極端子１３０に端子プレート１６６が結合し、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０の上部がリベッティングされる。ここで、第１電極端子１２０と端子プレート１６６の間には連結部材１６７が結合し、第２電極端子１３０と端子プレート１６６の間には上部絶縁部材１６８が結合する。
このような絶縁支持部材４４０は、第１電極端子１２０と第１電極無地部１１１ａの間、および第２電極端子１３０と第２電極無地部１１２ａの間の結合力を向上させる役割を果たす。また、絶縁支持部材４４０はキャッププレート１６１と電極組立体１１０との間の短絡を防止する役割をする。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１００ ２次電池
１１０ 電極組立体
１１１ａ 第１電極無地部
１１２ａ 第２電極無地部
１２０ 第１電極端子
１３０ 第２電極端子
１４０ 絶縁支持部材
１４１ 絶縁部
１４１ａ 端子ホール
１４２ｂ 貫通ホール
１４２ｃ 結合ホール
１４２ 支持部
１４２ａ 平坦部
１４２ｂ 脚部
１４２ｃ 弾性部
１４２ｄ 結合突起
１５０ ケース
１６０ キャップ組立体
１６１ キャッププレート
１１０ 電極組立体
１１１ａ 第１電極無地部
１１２ａ 第２電極無地部
１２０ 第１電極端子
１３０ 第２電極端子
１４０ 絶縁支持部材
１４１ 絶縁部
１４１ａ 端子ホール
１４２ｂ 貫通ホール
１４２ｃ 結合ホール
１４２ 支持部
１４２ａ 平坦部
１４２ｂ 脚部
１４２ｃ 弾性部
１４２ｄ 結合突起
１５０ ケース
１６０ キャップ組立体
１６１ キャッププレート
Claims (14)
- 第１電極無地部を有する第１電極板と、第２電極無地部を有する第２電極板と、前記第１電極板および第２電極板の間に介在したセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケースと、
前記ケースを密封するキャッププレートと、
前記電極組立体と電気的に連結され、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子と、
前記第２電極板と電気的に連結される第２電極端子と、
前記第１電極端子および前記第２電極端子と前記キャッププレートとの間に位置し、前記第１電極端子および前記第２電極端子を前記キャッププレートに結合させる絶縁支持部材とを含み、
前記電極組立体は、前記第１電極無地部を通して前記第１電極端子に連結され、第２集電タップを通して前記第２電極端子に連結され、
前記絶縁支持部材は、前記第１電極端子および前記第２電極端子が結合し、前記キャッププレートの下部に位置し、前記第１電極端子および前記第２電極端子と前記キャッププレートを絶縁させる絶縁部と、前記絶縁部の下部に結合し、前記電極組立体を支持する支持部と、前記絶縁部と前記支持部を連結する連結部とを含むことを特徴とする、２次電池。 - 前記第１電極無地部は前記電極組立体の上部に突出し、
一側が前記第１電極端子に連結され、他側は前記第１電極端子の下部に折り曲げて形成されることを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。 - 前記第１電極端子には複数の電極組立体が連結されることを特徴とする、請求項１または２に記載の２次電池。
- 前記複数の電極組立体にそれぞれ連結された第１集電タップは互いに向き合って対称となるように形成されることを特徴とする、請求項３に記載の２次電池。
- 前記第１電極無地部にはガイドプレートが結合したことを特徴とする、請求項３または４に記載の２次電池。
- 前記絶縁部は、
前記第１電極端子が結合する第１端子ホールと前記第２電極端子が結合する第２端子ホールを含む端子ホールと、
前記第１端子ホールと第２端子ホールの間に位置する貫通ホールと、
前記端子ホールの外側に位置する結合ホールとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。 - 前記貫通ホールは前記キャッププレートに形成された安全ベントと電解液注入口に対応する部分に形成されることを特徴とする、請求項６に記載の２次電池。
- 前記支持部は、
前記絶縁部から延長され、平らに形成された平坦部と、
前記平坦部の両側縁に形成された脚部とを含むことを特徴とする、請求項６または７に記載の２次電池。 - 前記脚部は前記平坦部から延長され、前記電極組立体に向かって凸であるように形成された弾性部と、
前記弾性部から延長され、平らに形成された結合部とを含むことを特徴とする、請求項８に記載の２次電池。 - 前記結合部には結合突起が形成され、前記結合突起は前記結合ホールに結合することを特徴とする、請求項９に記載の２次電池。
- 前記平坦部は前記貫通ホールを覆わず、
前記脚部は前記端子ホールを覆わないことを特徴とする、請求項９または１０に記載の２次電池。 - 前記脚部は前記平坦部の中央にさらに形成され、
前記脚部の弾性部には前記貫通ホールに対応するホールが形成されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の２次電池。 - 前記脚部は前記端子ホールを覆うように延長形成され、
前記脚部の結合部は段差づけられるように形成されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の２次電池。 - 前記第１電極端子は前記キャッププレートを貫通する第１端子本体と前記第１端子本体の下部で水平方向に延長された第１端子延長部とを含み、
前記第２電極端子は前記キャッププレートを貫通する第２端子本体と前記第２端子本体の下部で水平方向に延長された第２端子延長部とを含み、
前記第１電極無地部は前記第１端子延長部に溶接され、前記第２集電タップは前記第２端子延長部に溶接されることを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
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